发布时间 : 星期五 文章给水工程课后思考题答案更新完毕开始阅读
此机理可解释再稳现象。胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。
吸附架桥作用：是指分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机或无机高分子物质架桥连接，凝集为大的聚集体而脱稳聚沉，此时胶体颗粒之间并不直接接触，高分子物质在两个胶体颗粒之间像一座桥将他们连接起来。
网捕-卷扫作用：当铝盐或铁盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时，可以网捕、卷扫水中胶体以致产生沉淀分离。所需混凝剂量与原水杂质含量成反比。
根据原水水质不同，在同一原水混凝中可能发生多种作用机理。无论哪一种作用机理都并非十全十美。
硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系： pH<3时，简单水和铝离子可压缩双电层作用。
pH=4.5-6.0范围内时,主要是多核羟基配合物对负电荷胶体起吸附-电中和作用；pH=7-7.5范围内，电中性氢氧化铝聚合物可起吸附架桥作用，同时也存在某些羟基配合物的电性中和作用。 天然水的pH一般在6.5-7.8之间，铝盐的混凝作用主要是吸附架桥和电性中和。当铝盐投加量过大，可起网捕和卷扫作用。在一定的PH值下，几种作用都可能同时存在，只是程度不同。如果水中胶粒含量过低，往往需要投加大量铝盐混凝剂使之产生卷扫作用才能发生混凝作用。 3．高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？
答：如投加量过大时，胶体颗粒表面被高分子所覆盖，两胶粒接近时，受到胶粒与胶粒之间因高分子压缩变形产生的反弹力和带电高分子之间的静电排斥力，使胶体不能聚集。
最佳投量应是既能把胶粒快速絮凝起来，又可使絮凝起来的最大胶粒不易脱落。 4、目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？ 答：铝系：硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）
铁系：三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁（PFS） 有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）。 优缺点： 硫酸铝 优点 给处理后的水质带来不良影响 缺点 较松散；不溶杂质含量较多；酸度较高而腐蚀性强，溶解与投加设备需考滤防腐。 聚合氯化1.形成絮凝体速度快,絮凝体大而密实，沉缺点无 5
价格较低，使用便利，混凝效果较好，不会当水温低时，硫酸铝水解困难，形成的絮体铝 降性能好; 2.投加量比无机盐类混凝剂低;3.机理：主要是利用水解缩合过程中产生的高水水质适应性好；5.对设备的腐蚀程度小,和作用。 处理后水的pH值和碱度变化也较小。 （PAC） 适宜的PH值范围较宽(在5～9间);4.对原价多核配合物的压缩双电层作用和吸附电中三氯化铁 极易溶于水；形成的絮凝体密实，沉淀性好；固体产品极易吸水潮解，不易保管；腐蚀性处理低温水或低浊水效果比铝盐的好；适用较强；处理后水色度较铝盐处理水高；最佳的pH值范围较宽，投加连比硫酸铝小。 硫酸亚铁 价格低廉 投加量范围较窄，不易控制等。 不如三价铁盐那样有良好的混凝效果；残留在水中的 Fe2+会使处理后的水带色。 聚合硫酸投加剂量少；絮体形成快，沉降速度也快； 铁 有效的pH值范围宽；与三氯化铁相比腐蚀性大大降低，处理后的色度和铁离子含量均较低。 聚丙烯酰混凝效果在于对胶体表面具有强烈的吸附有毒，毒性在于单体丙烯酰胺。 胺 作用，在胶粒之间形成桥联。常作助凝剂以（PAM） 配合铝盐和铁盐作用，效果显著。 Ps：合成有机高分子絮凝剂可分为阳离子型（占重要地位）、阴离子型、两性聚合物以及非离子型聚合物。非离子的主要品种是聚丙烯酰胺（PAM）。与合成高分子絮凝剂相比，天然高分子物质分子量低，电荷密度较小，易生物降解而失去活性，因此实际应用不多。但其毒性可能比合成高分子要小，而且由于易于生物降解，不会引起环境污染问题，所以这反面的研究受到关注。 5、什么叫助凝剂？常用的助凝剂有哪几种？在什么情况下需要投加助凝剂？
答：在单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药剂称为助凝剂。传统意义上的助凝剂通常是高分子物质，其作用往往是为了改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实，作用机理是高分子物质的吸附架桥。
常用的助凝剂有：骨胶、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸钠等。
当单独使用混凝剂效果不佳时采用助凝剂，例如：对于低温、低浊度水采用铝盐或铁盐混凝剂时，形成絮粒往往细小松散，不易沉淀。当加如少量活化硅酸时，絮凝体的尺寸和密度就会增大，沉速加快。 6、为什么有时需将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？
答：PAM聚丙烯酰胺，混凝效果在于对胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶粒之间形成桥联。由于酰胺基之间的氢键作用，线性分子往往不能充分伸展开来，致使桥架作用消弱。为此，通常将PAM在
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碱性条件下（pH>10）进行部分水解，生成阴离子型水解聚合物（HPAM）
PAM水解度：由酰胺基转化为羟基的百分数称水解度。一般控制水解度在30%--40%较好。 7.何谓同向絮凝和异向絮凝？两者絮凝速率（或碰撞数率）与哪些因素有关？
同向絮凝：由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。其速率与颗粒直径的三次方成正比，与颗粒数量浓度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。
异向絮凝：由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称异向絮凝。其速率与水温成正比，与颗粒的数量浓度平方成反比，而与颗粒尺寸无关。
8.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的控制指标应如何确定？ 在絮凝阶段，以同向絮凝为主。同向絮凝不仅与G值有关，还与絮凝时间T有关。TN0即为整个絮凝时间内单位体积流体中颗粒碰撞次数，因N0与G成正比，因此在絮凝阶段，通常以G值或GT值作为控制指标。重视混凝剂控制指标的研究，可以控制混凝效果，即节省能源，取得好的混凝效果。
在絮凝过程中，所施功率或G值愈大，颗粒碰撞速率愈大，絮凝效果愈好，但实际絮凝过程中，G值增大时，水流的剪切力也随之增大，已形成的絮体有破碎的可能，如何计算或控制一个最佳G值，使达到最佳的絮凝效果又不致使絮凝体破裂的G值能有待研究。
由于大的絮凝体容易破碎，故自絮凝开始至絮凝结束，G值应渐次减小。
9.絮凝过程中，G值的真正涵义是什么？沿用依旧的G值和GT值的数值范围存在什么缺陷？请写出机械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。
G值表示速度梯度，控制混凝效果的水力条件，反映能量消耗概念。
旧的G值和GT值变化幅度很大，从而失去控制意义。而且按公式求得的G值，并未反应有效功率消耗。
G值公式：G?p??gh ??T10．折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？
答：折板絮凝池的优点是：水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间间缩放流动且连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，亦即在总
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的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子体积减小，絮凝效果良好。 11.影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？
影响混凝效果的主要因素有水温，水的PH值和碱度及水中悬浮物浓度、有机物污染。 水温：a.无机盐的水解是吸热反应，低温水混凝剂水解困难；
b.低温水的粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳凝聚；
c.水温低时胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体混凝； d.水温与水的PH值有关。
PH值：水的PH对混凝效果的影响很大。一方面，不同的PH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同，所需要的混凝剂量也不同；另一方面，水的pH对混凝剂的水解反应有显著影响。
水的碱度：当原水碱度不足或混凝剂投量甚高时，水的pH值将大幅度下降以至影响混凝剂继续水解。如果水的PH值超出混凝剂最佳混凝pH值范围，将使混凝效果受到显著影响。
悬浮物浓度：含量过低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。含量高时，所需铝盐或铁盐混凝剂量将大大增加。
水中有机污染物的影响：水中中有机物对胶体有保护稳定作用，阻碍胶体颗粒之间的碰撞，阻碍混凝剂与胶体颗粒之间的脱稳凝聚作用。
此外，混凝剂种类与投加量、混凝剂投加方式、水力条件对混凝效果的影响都是非常显著的。要根据水质情况和所投加的混凝剂优化选择。
12.混凝剂有哪几种投加方式？各有何优缺点及其适用条件？
混凝剂投加分固体投加（干投）和液体投加（湿投）两种方式。Ps：搅拌装置有机械搅拌、压缩空气搅拌及水力搅拌等。 常用的有：
1）、泵前投加 该投加方式安全可靠，一般适用于取水泵房距水厂较近者
2）、高位溶液池重力投加 该投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。适用于取水泵房距水厂较远者 3)、水射器投加 该投加方式设备简单，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效率较低，
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